ES2558031A1 - Sistema anti-caída de avión con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular - Google Patents

Abstract

El sistema anti-caída de avión con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular, es un mecanismo formado por unas cuñas de aire (4), que se activan con el aire en contra de una eventual caída. La rueda dentada del eje (3) de estas cuñas (4) hace girar a dos ruedas-cilindro paralelas muy largas, (6, 7) y (11 - 13), que se extienden desde las alas anteriores (19) a las alas posteriores (21). Estos dos cilindros se engranan con sus respectivas ruedas dentadas (7, 10), situadas, una de ellas (7), en el extremo posterior del primer cilindro (6, 7), y, la otra (10), en el extremo anterior del segundo cilindro (11 - 13), de manera que la rueda (13) del extremo del segundo cilindro (11 - 13) se engrana con la rueda dentada (14) del eje (15) de las hélices (17).

Description

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DESCRIPCION

Sistema anti-calda de avion con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular objeto de la invention.

El principal objetivo de la presente invencion es el de conseguir que un Avion (18) pueda remontar altura cuando se haya producido una eventual rotura de sus Motores. Al mismo tiempo, el Sistema Anti-Calda que se presenta, puede servir, tambien, como Motor Adicional, que podra aumentar la Fuerza del Avion, o, en el caso de que se mantenga la misma Fuerza, podra reducir el consumo de los otros Motores, bien sean estos de combustible, o, electricos.

Antecedentes de la invencion

El principal antecedente de esta invencion es el Principio de Arqulmedes del Radio de Palanca, suficientemente conocido. En esta invencion, aplicamos este Principio a dos Cilindros Dentados muy largos, (6, 7) y (11-13), - que harlan valer un Principio de Radio de Palanca Perpendicular -, que estan recorridos por un Eje (8) por su interior, siendo estos ultimos, independientes del Cilindro.

Descripcion de la invencion

El Sistema anti-calda de avion con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular, es un mecanismo formado por unas Cunas de Aire (4), que al girar sobre su Eje (3), mueven la Rueda Dentada (5) de su extremo. Este Eje (3), se sostiene, en el interior del Avion (18), en dos Rodamientos (2), terminando dicho Eje (3) en otro Rodamiento que hace de Tope (1). Estas Cunas de Aire (4) son piezas metalicas cuya forma serla similar a una de las dos mitades que quedarlan despues de cortar, por el plano de su Diagonal, a una caja paralelepipedica. Las cuatro Cunas de Aire (4) se orientan en el mismo sentido, de manera que el Aire siempre incidira sobre el hueco interior de, por lo menos, dos de ellas, - mientras que las otras dos, en ese preciso instante, se hallaran mostrando su vertice -. Esto hara que el Eje (3) se ponga a girar con la Fuerza que le transmitira el Aire en contra de una eventual calda del Avion, o sea, con la Fuerza del Avion mientras esta cayendo, acelerado por la Fuerza de Gravedad. Precisamente, la Fuerza de este Aire en contra sera el que active, - mediante las Cunas de Aire (4) cuyo Eje sobresale en Perpendicular del Fuselaje lateral del Avion (18) -, al Sistema Anti-Calda que se presenta, y, que se describe a continuation. En conexion con la Rueda (5) -, la del extremo del Eje (3) de las Cunas de Aire (4) -, se engranan los Dientes de un Cilindro Dentado (6, 7) muy largo, cuyo Eje Interior (8) se extiende, desde las Alas Anteriores (19), hasta las Alas posteriores (21), en donde este Eje (8) quedara fijado firmemente, - y, por ambos extremos -, a estas dos Alas (19, 21). En la figura n° 1 se observa que, en el extremo posterior, este Cilindro (6), tiene una Rueda Dentada (7) que se engrana con otra Rueda Dentada (10) de Diametro menor, - aunque en la figura presenta el mismo Diametro -, que se halla en la zona anterior, - digo "anterior" en funcion del sentido de la transmision de la Fuerza, y, no en el sentido del avance del Avion -, de otro Cilindro (10-13), que es un poco mas largo que el anterior (6, 7), y, que se extiende en Paralelo con el anterior (6,

7), hasta llegar a la altura de las Helices (17) que se hallan en la zona anterior de las Alas Anteriores (l9). Poco antes, este Cilindro (11) se habra ampliado formando un Cono (12), de manera que la Base de este Cono (12) se une al lateral del Perlmetro de la Rueda Dentada (13), que es la que se engranara con la Rueda (14) del Eje (15) de las Helices

(17). Este Eje (15) se fija en dos Rodamientos (1, 2), en el que el Rodamiento posterior

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(1) hace de Tope. Hay que anadir que, tambien el Cilindro (6) puede formar un Cono (12), como el del Cilindro (11, 12, 13) que tiene en Paralelo con el. Esto servira para que la Fuerza que ha aumentado por efecto del Radio de Palanca Perpendicular en el Cilindro

(6) , no se reduzca despues cuando llega a la Rueda (7) porque esta Rueda (7) tiene un Diametro mayor que el Diametro del Cilindro (6). Con el Cono (12), la Fuerza que se ha aumentado a causa de la Longitud del Cilindro, no solo se mantendra al llegar a la Rueda

(7) de mayor Diametro, sino que, tambien habra aumentado un poco mas porque la Longitud se extiende aun mas. Los dos Cilindros (6, 7) y (11-13) anaden dos Rodamientos Interiores, -uno en su extremo anterior, y, otro, en su extremo posterior, que no se ven en la figura-, que serviran para estabilizar su posicion con los Ejes Interiores (8, 9), y, para que el Cilindro exterior no varle la circularidad de su giro. En la figura no I se presenta el Sistema Anti-Calda que se ha situado en el Exterior del Fuselaje del Avion

(18) , aunque, esto no tiene por que ser necesariamente asl, ya que, este mismo Sistema se puede poner en el Interior del Avion (18), extendiendo, - despues de la Rueda (13) -, un Eje con dos Ruedas Dentadas en los extremos, - y, Paralelo a las Alas Anteriores

(19) -, que se engranarla, por el otro extremo, con la Rueda (14) de las Helices. Por lo tanto, este Sistema Anti-Calda para Avion, se activa con las Cunas de Aire (4), y, estas, al girar, -y, al hacer girar a su Rueda Dentada (5)-, haran que las Helices (17) se pongan a girar tambien, con una Fuerza muy aumentada por el mecanismo descrito, que se encargara, al mismo tiempo, de aumentar todo lo posible el Numero de Vueltas que podrlan girar las Helices (17), lo que resuelve el segundo problema comentado al principio de este apartado. Ese aumento en el Numero de Vueltas, se consigue a partir de la Diferencia de Diametros que tienen todas las Ruedas Dentadas implicadas en el mecanismo descrito. La Rueda (5) tendra el mismo Diametro que el Diametro del giro del extremo exterior de las Cunas (4), lo que serla, por lo menos, el doble, que el Diametro del Cilindro (6). Esto duplicara el Numero de Vueltas que dara el Cilindro (6, 7), respecto de las Vueltas que dara la Rueda (5). De la misma manera, la Rueda (7) puede tener el doble de Diametro que la Rueda (10), lo que aun duplicara una segunda vez el Numero de Vueltas que habran girado las Cunas (4).

Y, despues, tambien la Rueda (13) tendra el doble... - o, el triple -, de Diametro que la Rueda (14) de las Helices (17), con lo cual, por cada Vuelta que giren las Cunas (4), las Helices (17) giraran ocho Vueltas.., o, trece Vueltas .., si es que la Rueda (13) tiene el triple de Diametro que la Rueda (14). Siendo asl, cuando las Cunas (4) giren tres Vueltas por segundo, las Helices (17) podran girar veinticuatro Vueltas, - o, treinta y nueve Vueltas -, lo que sera mas que suficiente para poder hacer que este Avion remonte Altura y se mantenga en vuelo todo el tiempo que haga falta, con solo aprovechar la Fuerza del Aire en contra, de una Calda que no exigirla mantener un gran Angulo respecto de la Horizontal. Quiero decir con esto que, aun sin Calda, este Avion podrla utilizar este Sistema, como un Motor adicional, que, o bien podrla sustituir al Empuje de otros Motores, o bien, podrla contribuir a su Empuje, si se lo activa mientras funcionan los Motores, y, esto permitira reducir gran parte del consumo y mantendra la salud de los Motores. Para activar o desactivar las Cunas (4) solo habra que introducir, o, extender, - hacia el interior o hacia el exterior del Fuselaje del Avion (18) -, una Placa en forma de Cuna, -no dibujada en la figura n° 1 -, que se pondra por delante de estas mismas Cunas de Aire (4), permitiendo, o, impidiendo, que el Aire incida contra las Cunas (4). Fecha de la invencion: (30.06.14).

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Descripcion de las figuras

Figura n° 1: Vista desde la parte inferior del Avion, en la que se muestra el mecanismo Anti-Calda que, en esta figura, se presenta situado en el exterior del Fuselaje del Avion (18). Este Sistema Anti-Calda comienza en unas Cunas de Aire (4), cuya Rueda Dentada (5) se engrana con los Dientes de un Cilindro Dentado (6, 7) que engrana su Rueda Dentada (7) del extremo posterior, con otro Cilindro Dentado (10-13) que, termina en un Cono Dentado (12, 13), que se engrana con la Rueda Dentada (14) de las Helices (17). Dos Ejes Interiores (8) recorren el hueco de los dos Cilindros (6, 11) y se fijan por sus extremos en las Alas Anteriores (19) y las Alas Posteriores (21).

Figura n° 1:

1) Tope y rodamiento del eje

2) Rodamientos

3) Eje

4) Cunas de aire

5) Rueda dentada

6) Cilindro dentado

7) Rueda dentada

8) Eje interior

9) Eje interior

10) Rueda dentada

11) Cilindro-cono

12) Cono del cilindro-cono

13) Rueda dentada

14) Rueda dentada

15) Eje

16) Extremo del eje

17) Helices

18) Fuselaje del avion

19) Alas anteriores

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20) Alerones

21) Alas posteriores

Descripcion de un modo de realizacion preferido

EI Sistema anti-caida de avion con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular, esta caracterizado por ser un mecanismo que se puede instalar en el interior de un Avion, - o, en su exterio r-, para aprovechar las cualidades del Principio del Radio de Palanca de Arqulmedes que, al aplicarlo a las Ruedas Dentadas en forma de Cilindro que se han descrito en los apartados anteriores, podra aumentar la Fuerza del Aire que incide en contra de las Cunas (4), a partir de una eventual calda del Avion (18), para que esta Fuerza pueda mover las Helices (17) con la Fuerza suficiente que permita al Avion remontar altura.

Este Aire incidira, en primer lugar, sobre el hueco de estas Cunas de Aire (4) que, al mover su Eje (3) y la Rueda Dentada (5) de su extremo, activaran dos Cilindros Dentados (6, 7) y (11-13) situados en Paralelo y engranados por las Ruedas Dentadas (7, 10) de uno de sus extremos. El segundo Cilindro (11-13) engranara su Rueda Dentada (13) con la Rueda Dentada (14) de las Helices (17), de manera que el Aire en contra de la Calda servira, paradojicamente, para hacer que el Avion remonte altura cuando este mecanismo de seguridad active las Helices (17).

Los problemas que nos presenta un mecanismo semejante son: en primer lugar, el de aumentar la Fuerza del Aire que incide contra las Cunas (4), y, en segundo lugar, el de conseguir que el Numero de Vueltas que puedan girar las Helices (17), sea el suficiente como para que el Aire que remuevan, tenga la Fuerza suficiente para que pueda vencer a la Fuerza de la Gravedad, porque solo asl, el Avion podra remontar altura.

Para conseguir, en primer lugar, el aumento de la Fuerza del Aire contra las Cunas (4), se presentan estas Ruedas Dentadas en forma de Cilindro muy largo, (6, 7) y (11-13) que tienen la cualidad de aumentar la Fuerza, - Aplicada a sus Dientes del extremo anterior, con la Rueda (5) del Eje (3) de las Cunas (4) -, en funcion del Principio de Arqulmedes, que, en esta ocasion se presenta como un Principio de Radio de Palanca Perpendicular que, como veremos a continuation, no es exactamente el mismo que el Principio de Radio de Palanca de Arqulmedes, aun a pesar de que se forma a partir de el. Para comprender mejor de lo que se trata en la Fuerza que transmiten estos Cilindros (6, 7) y (11-13), solo tenemos que pensar que, cuando extendemos nuestros dos Brazos hacia delante y les ponemos un par de Libros gruesos sobre las Manos, estos Libros van a Pesar mas cuanto mas alejados se encuentren de los hombros, sea en su position Perpendicular respecto del Plano del Cuerpo. Si pensamos ahora que nuestro Cuerpo es el Plano de una Rueda, los Dedos de nuestras Manos serlan los Dientes del Cilindro que se extienden en Perpendicular a1 Plano de la Rueda-Cuerpo. Siendo asl, cuanto mas alejado del Plano de la Rueda-Cuerpo se halle el punto de Aplicacion de la Fuerza, - o sea, cuanto mas lejos pongamos los Libros de dicho Plano de la Rueda-Cuerpo, mayor sera la Fuerza que Sentira este Plano de la Rueda-Cuerpo, y, a la vez, menor Esfuerzo tendra que realizar la Fuerza que se Aplica, - sea la que harlan los Libros hacia abajo -, para hacer girar la Rueda-Cuerpo. En este sentido, la Fuerza Aplicada en el extremo anterior del Cilindro (6), - sea en sus Dientes anteriores -, se multiplicara por la Longitud del Cilindro (6), de manera que la Fuerza aumentara, solo por la presencia de esta

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Longitud. Hay que decir, tambien, que el Radio de Palanca Perpendicular aumenta la Fuerza un poco menos que el Radio de Palanca de Arquimedes.

El ejemplo es inmediato. Si, en lugar de poner los Brazos extendidos hacia delante, los extendemos hacia los lados, - en Paralelo al plano del Cuerpo -, la Fuerza del Peso de los Libros sobre las Manos sera mayor que cuando extendernos los Brazos con los mismos Libros hacia delante, en Perpendicular al Plano del Cuerpo. Ahora bien, el hecho de que, en Paralelo, - con los Brazos estirados hacia los lados -, la Fuerza sea mayor, no impide que, en Perpendicular, la Fuerza tambien vaya a aumentar en buena medida en funcion de la Longitud de los Brazos, - aunque aumente menos que con los Brazos en Paralelo con el Plano del Cuerpo -, con lo cual, siempre que extendamos, en Perpendicular, un Eje, desde el Plano de una Rueda, la Fuerza de giro que se Aplique sobre el extremo de este Eje Perpendicular, se tendra que multiplicar por la Longitud de este Eje, y, el resultado sera la Fuerza Sentida Perpendicular que le llegara, o, que Sentira el Plano de la Rueda.

Abundando en las explicaciones, he de establecer ahora la diferencia entre lo que seria la Rueda-Cilindro (6, 7), y, una Rueda (RR) de Radio muy grande, sea un Radio igual que la Longitud de las Ruedas-Cilindro (6, 7) de la figura n° 1. Esta segunda Rueda seria realmente grande, y, la Fuerza que se Aplicase en su Perimetro, se tendria que multiplicar por su Radio, lo que se mediria con la ecuacion de la Fuerza de Arquimedes: (FArq = Fa • R). Vamos a suponer ahora que esta Rueda (RR), - de Radio igual a la Longitud de la Rueda-Cilindro (6, 7) -, en lugar de ser un Plano continuo, como un disco, estuviese formada por Dientes en forma de Radios independientes. Lo que vamos a hacer ahora es doblar estos Radios tan largos, de manera que vamos a convertir, a esta Rueda (RR), en la Rueda-Cilindro (6, 7), en la que los Radios independientes de la Rueda (RR) anterior se agrupan en una Circunferencia para darle la forma de un Cilindro. Su aspecto final sera, por tanto, el de la Rueda-Cilindro (6, 7) de la figura n° 1, en la que la Rueda Dentada (7) del extremo posterior nos indicara el punto exacto por donde los Radios de la Rueda (RR) de diametro muy largo, habrian comenzado a doblarse en un Angulo de (90°).

Podemos comprender ahora que, en esta Rueda-Cilindro (6, 7) que hemos formado, sus Radios no podrian transmitir la misma Fuerza que podian transmitir a su Eje central cuando los Radios no se habian doblado todavia en la Rueda (RR) de origen, lo que quiere decir que la Fuerza se habra reducido en una cantidad aun por determinar, que intentare expresar en una ecuacion que presentare en breve. Por lo tanto, tenemos, por un lado, la Fuerza de Arquimedes de la Rueda (RR) original, y, por otro lado, la Fuerza de Arquimedes en Perpendicular, de la Rueda-Cilindro (6, 7). Se trata de dos Fuerzas distintas, en las que la primera siempre sera mayor que la segunda. Sin embargo, la segunda Fuerza Perpendicular tambien es una Fuerza que aumenta segun la Longitud del Cilindro, aunque no aumente tanto como en el caso de que los Radios o Dientes de este Cilindro se pusieran de nuevo en la posicion original, o sea, en la posicion de la Rueda (RR), posicion previa a la de haber sido doblados en el Angulo de (90°). A partir de esta Diferencia entre las dos Fuerzas, debemos establecer dos ecuaciones distintas para ellas. La primera la conocemos ya por Arquimedes, y, la segunda, la propondre poco despues: (FAq = FA • R). Lo que podemos llamar la Fuerza Sentida en Perpendicular que le llegara a la Rueda (7) del extremo posterior de la Rueda-Cilindro (6, 7), sera, entonces, el resultado de Restar, de la Fuerza de Arquimedes, la Fuerza que se habra Reducido a causa de haber puesto los Radios en Perpendicular al Plano de la Rueda, lo que escribiremos asi: (FS-P = FArq - FRed).

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Y, a su vez, esta Fuerza Reducida sera el Producto del Porcentaje de la Reduccion, y, la Fuerza de Arqulmedes: (FRed = P% • FAr). Dicho Porcentaje de Reduccion se calcula en funcion del Cociente entre el (50%) en que se reduce la Fuerza al pasar los Radios a la posicion Perpendicular, y, los (90°) que ha determinado el Angulo de ese cambio de posicion. Este Cociente se tendra que dividir por (100), y, todo eso se ha de multiplicar

(50%/ "i

por el valor del Angulo Alfa:

90°

100

■a).

Por lo tanto, la Fuerza Reducida,

\ y

ahora se podra expresar de esta otra manera:

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Solo nos queda aplicar estos valores a la ecuacion de partida, la de la Fuerza Sentida en Perpendicular: (FS-P = FArq - FRed), que, al extenderla, viene a ser lo mismo que esta otra expresion:

■{FaR)

En esta ecuacion, suponemos que, la Fuerza Aplicada, - despues de haber convertido la Rueda (RR) original e imaginaria, en una Rueda-Cilindro (6, 7), como la de la figura n° 1 -, o, como decla, que la Fuerza Aplicada, al doblarse en el Angulo de (90°), se ha reducido en un (50%), y, por este motivo, este valor aparece en la ultima ecuacion, dividiendo a los (90°) del Angulo en que se ha doblado. Esto ofrece el Porcentaje de Fuerza que se pierde en la Transmision Perpendicular por cada Grado del Angulo, la que, al ser multiplicada con la Fuerza de Arqulmedes, y, Restado este Producto, de la misma Fuerza de Arqulmedes, ofrece el resultado concreto de la Fuerza Sentida Perpendicular, que serla la que llegarla a la Rueda Dentada (7) del dispositivo de la figura n° 1.

Y, ahora, y, ya que siempre podrla suceder que los Radios no se encontrasen situados exactamente en Perpendicular al plano de la Rueda, - como si ocurre en la Rueda- Cilindro (6, 7) -, sino que podrlan formar un Cono de distintos Angulos, - como ocurre en un segmento de la Rueda-Cilindro (11-13), o, tambien, en un Engranaje-Cono -, en la ecuacion anterior esta prevista esta variedad, y, por este motivo puede servir para todos los Angulos posibles que puedan adquirir estos Radios, o, el cuerpo de este Cilindro (6, 7), entre los (0°), y, los (90°).

La ecuacion servira, tambien, para medir la Fuerza que transmiten los Engranajes-Cono, en la que solo tendrlamos que realizar una pequena modification en el Angulo de (90°), porque, en un Engranaje-Cono, este Angulo es mayor, ya que las Varillas que unen a distancia sus dos Ruedas, aun se doblan hacia el interior un poco mas que esos (90°).

El aumento de la Distancia que separa a las dos Ruedas del Engranaje-Cono, puede determinar que este Angulo Alfa se aproxime al Angulo de (90°), pero, esto no sucede en

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todos los casos, y, asl, en la ecuacion, solo habra que anadir el Angulo Beta que es el exceso que experimenta, - en la ecuacion anterior -, el Angulo de (90°) del Engranaje- Cono, al que debemos Sumar ahora al valor de (90°). O sea que, para el Engranaje- Cono, la ecuacion seria:

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   REIVINDICACIONES

   1. Sistema anti-calda de avion con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular, caracterizado por ser un mecanismo formado por unas Cunas de Aire (4), que tienen una Rueda Dentada (5) en el extremo de su Eje (3). Este Eje (3), se sostiene, en el interior del Avion (18), en dos Rodamientos (2), terminando dicho Eje (3) en un Tope (1) que es a la vez un Rodamiento. Estas Cunas de Aire (4) son piezas metalicas cuya forma serla similar a una de las dos mitades que quedarlan despues de dividir, por el plano de su Diagonal, una caja paralelepipedica. Las cuatro Cunas de Aire (4) se orientarlan en el mismo sentido sobre sus Eje (3). El Eje (3) de estas Cunas de Aire (4) sobresale en Perpendicular del Fuselaje lateral del Avion (18). En conexion con la Rueda (5) del extremo del Eje (3) de las Cunas de Aire (4), se engranan los Dientes de un largo Cilindro Dentado (6, 7), cuyo Eje Interior (8) se extiende, desde las Alas Anteriores (19), hasta las Alas posteriores (21), en donde este Eje (8) quedara fijado, - y, por ambos extremos -, a estas dos Alas (19, 21). En el extremo posterior, este Cilindro (6), tiene una Rueda Dentada (7) que se engrana con otra Rueda Dentada (10) de Diametro menor, que se halla en el extremo de otro Cilindro (10-13), que es como el anterior (6, 7), y, que se extiende en Paralelo con el anterior (6, 7), hasta llegar a la altura de las Helices (17) que se hallan en la zona anterior de las Alas Anteriores (19). Los dos Cilindros (6, 7) y (11-13) anaden dos Rodamientos Interiores, uno en su extremo anterior, y, otro, en su extremo posterior, situados entre la cara interna de los Cilindros (6, 7) y (11-13), y, los Ejes Interiores (8, 9). Poco antes, este Cilindro (11) se habra ampliado formando un Cono (12), de manera que la Base de este Cono (12) se une al lateral del Perlmetro de la Rueda Dentada (13), que es la que se engranara con la Rueda (14) del Eje (15) de las Helices (17). Este Eje (15) se fija en dos Rodamientos (1, 2), en el que el Rodamiento posterior (1) hace de tope. La Rueda (5) tiene el mismo Diametro que la longitud existente entre los extremos de dos Cunas opuestas (4), lo que sera el doble que el Diametro del Cilindro (6). La Rueda (7) tiene un Diametro mayor que el Diametro del Cilindro (6). Y, de Ja misma manera, la Rueda (7) tendra el doble de Diametro que la Rueda (10). Y, despues, tambien la Rueda (13) tendra el triple de Diametro que la Rueda (14) de las Helices (17).
2. 2. Sistema anti-calda de avion con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular,

   - segun reivindicacion primera -, caracterizado porque el Sistema descrito, estara situado ahora en el interior del Fuselaje del Avion (18). En esta ocasion, hay que extender, - en conexion con la Rueda (13) -, un Eje con dos Ruedas Dentadas en los extremos, - y, Paralelo a las Alas Anteriores (19) -, que se engranara, por un extremo, con la Rueda (13), y, por el otro extremo, con la Rueda (14) de las Helices.
3. 3. Sistema anti-calda de avion con ruedas de dientes en radio de palanca perpendicular,

   - segun reivindicacion primera -, caracterizado porque, tambien el Cilindro (6) formara un Cono (12), como el del Cilindro (11, 12, 13) que tiene en Paralelo con el, en el que la Rueda (7) tiene un Diametro mayor que el Diametro del Cilindro (6).